JP2000183643A

JP2000183643A - アンテナ装置

Info

Publication number: JP2000183643A
Application number: JP10375158A
Authority: JP
Inventors: Hironori Okado; 広則岡戸; Minoru Hasegawa; 実長谷川; Shozaburo Kameda; 省三郎亀田
Original assignee: Yokowo Co Ltd; Yokowo Mfg Co Ltd
Current assignee: Yokowo Co Ltd
Priority date: 1998-12-11
Filing date: 1998-12-11
Publication date: 2000-06-30

Abstract

(57)【要約】【課題】ＧＰＳアンテナ素子とセルラー電話帯の通信帯
域信号を送受信するアンテナとの組み合わせ、その高さ
が極めて低くいアンテナ装置を提供する。【解決手段】高さの低い円板装荷折返しモノポールアン
テナ５０の円板３２上にＧＰＳアンテナ素子１２を配設
し、円板３２をＧＰＳアンテナ素子１２の地板として用
いる。また、円板装荷折返しモノポールアンテナ５０の
ショートピン５２を筒状として円板３２とグランド板３
４に開口端を設け、このショートピン５２にＧＰＳアン
テナ素子１２の給電ライン５４の位置を合わせ、給電ラ
イン５４をショートピン５４内に挿通して同軸線構造と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、セルラー電話帯な
どの送受信アンテナとＧＰＳアンテナ素子とが組み合わ
されたアンテナ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】米国にあっては、近年、自動車用メイデ
イ（ＭＡＹＤＡＹ）システムが実用化されつつある。
このシステムは、緊急時などに自動車の位置情報を含む
救助信号（ＭＡＹＤＡＹコール信号と称される）が送
信されるものである。そして、位置情報を得るためのＧ
ＰＳ（グローバル．ポジショニング．システム）装置と
救助信号を送信するためのセルラー電話装置などで構成
される。そこで、セルラー電話送受信アンテナとＧＰＳ
アンテナ素子とが車内のダッシュボードの中に埋め込ま
れて隠して配設されていることが望ましい。これは、車
が盗難にあった際に、盗人が自動車の位置を知らせる信
号が送信されないようにアンテナを破損するのを阻止す
るためである。

【０００３】従来のかかるセルラー電話送受信アンテナ
とＧＰＳアンテナ素子が組み合わされたアンテナ装置
を、図６を参照して簡単に説明する。図６は、従来のア
ンテナ装置の一例の縦断面図である。まず、地板として
作用するベース金具１０上にＧＰＳアンテナ素子１２と
増幅回路１４などが適宜に組み付けられる。このベース
金具１０の下面は、導電ゴム部材１６を介して車のボデ
ィーなどに適宜に電気的導通状態となるように固定配設
される。さらに、ベース金具１０上のＧＰＳアンテナ素
子１２および増幅回路１４などを水密構造で覆うように
絶縁樹脂カバー１８が設けられ、この絶縁樹脂カバー１
８にロッドアンテナなどからなるセルラー電話送受信ア
ンテナ２０が組み付けられる。このセルラー電話送受信
アンテナ２０の基端の給電点は、増幅回路１４の入力端
に適宜に接続される。

【０００４】かかる構成により、セルラー電話送受信ア
ンテナ２０でセルラー電話信号が送受信され、またＧＰ
Ｓアンテナ素子１２により衛星からのＧＰＳ信号が受信
される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述のごときアンテナ
装置にあっては、セルラー電話送受信アンテナ２０とし
て所定長さのロッドアンテナが用いられており、装置全
体の高さをあまり低くすることができない。ところで、
高さが低くてセルラー電話送受信アンテナとして使用で
きるものとして、円板装荷折返しモノポールアンテナ３
０が知られている。この円板装荷折返しモノポールアン
テナ３０は、例えば、電子情報通信学会論文誌、８８／
１１、Ｖｏｌ．Ｊ７１−Ｂ、Ｎｏ１１に掲載された「円
板装荷折返しモノポールアンテナの理論解析」の図４に
示されている。これを図７を参照して簡単に説明する。
図７は、従来の円板装荷折返しモノポールアンテナの縦
断面図である。図７において、円板装荷折返しモノポー
ルアンテナ３０は、導電金属板からなる円板３２と、こ
れよりも大きな円形で導電金属板からなるグランド板３
４が平行で所定間隔ａだけ離して配設される。そして、
円板３２の中心に給電ライン３６の一端が電気的接続さ
れるとともにグランド板３４の中心を互いに絶縁状態で
貫通されて、グランド板３４の裏側で給電ライン３６を
中心導体とする同軸線構造３８が構成される。また、中
心から所定距離ｂだけオフセットされて円板３２とグラ
ンド板３４が導電材からなるショートピン４０で電気的
接続される。ここで、給電ライン３６は、円板装荷折返
しモノポールアンテナ３０の信号を伝送するための信号
経路であるとともに放射素子としてのモノポール部とし
ても作用する。また、ショートピン４０は、インピーダ
ンス整合を図るものであり、そのオフセットｂは円板装
荷折返しモノポールアンテナ３０のアンテナ入出力イン
ピーダンスおよび送受信周波数に応じて適宜に設定され
る。そして、円板３２の直径は、送受信周波数の波長に
応じたものであり、グランド板３４は大きいほどアンテ
ナ利得は向上して良いが、満足できる範囲でなるべく小
さく設定したものである。具体的一例を示せば、８００
ＭＨｚ帯のセルラー電話帯信号を送受信するならば、円
板３２の直径は７０ｍｍ、グランド板３４の直径は１０
０ｍｍ、間隔ａは１０ｍｍ、オフセットｂは７．５ｍｍ
の寸法である。

【０００６】発明者らは、円板装荷折返しモノポールア
ンテナ３０がその高さを従来のロッドアンテナからなる
セルラー電話送受信アンテナ２０に比較して極めて低く
できることに着目し、円板装荷折返しモノポールアンテ
ナ３０とＧＰＳアンテナ素子１２とを組み合わせて高さ
の低いアンテナ装置を発明するに至った。

【０００７】本発明は、上述のごとき従来技術の事情に
鑑みてなされたもので、ＧＰＳアンテナ素子と他の通信
帯域信号を送受信するアンテナとの組み合わせからな
り、その高さを極めて低くしたアンテナ装置を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明のアンテナ装置は、円板装荷折返しモノポ
ールアンテナの円板上またはグランド板上にＧＰＳアン
テナ素子を配設し、前記円板またはグランド板を前記Ｇ
ＰＳアンテナ素子の地板として用いるように構成され
る。

【０００９】そして、円板装荷折返しモノポールアンテ
ナのショートピンを筒状とし、前記円板装荷折返しモノ
ポールアンテナの円板上にＧＰＳアンテナ素子を配設
し、このＧＰＳアンテナ素子の給電ラインを前記筒状の
ショートピンに挿通して同軸線構造となるように構成し
ても良い。

【００１０】また、前記筒状のショートピンに前記ＧＰ
Ｓアンテナ素子の給電ラインの位置を合わせて、前記Ｇ
ＰＳアンテナ素子を前記円板上に配設して構成しても良
い。

【００１１】さらに、前記円板装荷折返しモノポールア
ンテナでセルラー電話帯の信号を送受信するように構成
することもできる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明のアンテナ装置の第
１実施例を図１および図２を参照して説明する。図１
は、本発明のアンテナ装置の第１実施例の縦断面図であ
る。図２は、図１の平面図である。図１および図２にお
いて、図７と同じまたは均等な部材には、同じ符号を付
けて重複する説明を省略する。

【００１３】図１および図２に示す第１実施例におい
て、円板装荷折返しモノポールアンテナ５０の構造は、
図７に示す従来の円板装荷折返しモノポールアンテナ３
０とその円板３２、グランド板３４、給電ライン３６、
同軸線構造３８は同じであるが、ショートピン５２が筒
状に構成されて、円板３２とグランド板３４にそれぞれ
開口端が設けられている点で相違している。そして、円
板３２上にＧＰＳアンテナ素子１２が配設される。しか
も、ＧＰＳアンテナ素子１２の受信信号を導出するため
の給電ライン５４が、筒状のショートピン５２の軸心位
置に配設される。さらに、給電ライン５４がショートピ
ン５２内を互いに絶縁状態で挿通されて同軸線構造が構
成され、さらにグランド板３４を電気的接続されずに貫
通して、グランド板３４の下面に設けられた低雑音増幅
器５６の入力端に接続される。そして、低雑音増幅器５
６で増幅された受信信号が、出力ケーブル５８を介して
ＧＰＳ装置（図示せず）に適宜に伝送される。なお、Ｇ
ＰＳアンテナ素子１２にそれ自体の地板を有するなら
ば、その地板が円板３２に電気的接続されて同電位とさ
れることは勿論である。また、筒状のショートピン５２
は、円筒形に限られず、正方形や矩形や多角形の筒状で
あっても良く、貫通孔が設けられていてその中に給電ラ
イン５４が挿通できれば良い。

【００１４】かかる構成において、円板装荷折返しモノ
ポールアンテナ５０によりセルラー電話帯などの所望の
通信帯域信号が送受信される。そして、円板３２がＧＰ
Ｓアンテナ素子１２の大きな地板として作用し、ＧＰＳ
アンテナ素子１２の利得が改善される。また、給電ライ
ン５４を中心導体としショートピン５２を外部導体とす
る同軸線構造により、ＧＰＳアンテナ素子１２と低雑音
増幅器５６の間の伝送線路における受信信号の減衰は極
めて少ない。

【００１５】したがって、第１実施例にあっては、ＧＰ
Ｓ信号と他の通信帯域信号をそれぞれに高い利得で受信
および送受信することができる。この他の通信帯域信号
は、米国における８００ＭＨｚ帯および１．９ＧＨｚ帯
のセルラー電話や、日本における８００ＭＨｚ帯および
１．５ＧＨｚ帯のセルラー電話や、１．９ＧＨｚ帯のＰ
ＨＳ（パーソナルハンディホンシステム）や、２．４Ｇ
Ｈｚ帯の無線ＬＡＮシステム、および衛星電話のＬバン
ド帯およびＳバンド帯などのいずれにも応用し得る。な
お、ＧＰＳ信号は、１．５ＧＨｚ帯である。そして、本
発明の第１実施例は、高さの低い円板装荷折返しモノポ
ールアンテナ５０の円板３２上にＧＰＳアンテナ素子１
２を搭載してなり、図６に示す従来のこの種のものと比
較して、アンテナ装置全体としての高さを極めて低くす
ることができる。そこで、装置の高さが低い分、車内お
よび車外のいずれに配設しても不具合を生じない。

【００１６】次に、本発明の第２実施例を図３を参照し
て説明する。図３は、本発明のアンテナ装置の第２実施
例の縦断面図である。図３において、図１および図７と
同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複する説
明を省略する。

【００１７】図３に示す第２実施例において、用いられ
る円板装荷折返しモノポールアンテナ３０は、図７に示
す従来のものと同じである。そして、円板３２上にＧＰ
Ｓアンテナ素子１２が配設され、これに応じて円板３２
の下面に低雑音増幅器５６が配設され、ＧＰＳアンテナ
素子１２と低雑音増幅器５６が円板３２を貫通する給電
ライン５４で接続される。かかる第２実施例の構造にあ
っては、円板３２がＧＰＳアンテナ素子１２の地板とし
て作用し、ＧＰＳアンテナ素子１２は高い利得が得られ
る。しかも、ＧＰＳアンテナ素子１２の受信信号が極め
て短い給電ライン５４を介して低雑音増幅器５６に入力
されるので、伝送ロスが極めて少ない。

【００１８】また、本発明の第３実施例を図４を参照し
て説明する。図４は、本発明のアンテナ装置の第３実施
例の縦断面図である。図４において、図１と図３および
図７と同じまたは均等な部材には同じ符号を付けて重複
する説明を省略する。

【００１９】図４に示す第３実施例において、用いられ
る円板装荷折返しモノポールアンテナ３０は、図７に示
す従来のものと同じである。そして、グランド板３４上
にＧＰＳアンテナ素子１２が配設され、これに応じてグ
ランド板３４の下面に低雑音増幅器５６が配設され、Ｇ
ＰＳアンテナ素子１２と低雑音増幅器５６がグランド板
３４を貫通する給電ライン５４で接続されれる。かかる
第３実施例の構造にあっては、グランド板３４がＧＰＳ
アンテナ素子１２の地板として作用し、ＧＰＳアンテナ
素子１２は高い利得が得られる。しかも、第２実施例と
同様に、ＧＰＳアンテナ素子１２の受信信号が極めて短
い給電ライン５４を介して低雑音増幅器５６に入力され
るので、伝送ロスが極めて少ない。

【００２０】これらの第２実施例および第３実施例にあ
っては、ＧＰＳアンテナ素子１２を円板３２上またはグ
ランド板３４上の任意の位置に配設することができ、設
計上の自由度が高い。そして、ＧＰＳアンテナ素子１２
の大きさなどにより、本発明のアンテナ装置の構成が制
約されるようなことがない。

【００２１】さらに、本発明の第４実施例を図５を参照
して説明する。図５は、本発明のアンテナ装置の第４実
施例の縦断面図である。図５において、図１と図３と図
４および図７と同じまたは均等な部材には同じ符号を付
けて重複する説明を省略する。

【００２２】図５に示す第４実施例において、用いられ
る円板装荷折返しモノポールアンテナ５０は、図１に示
す第１実施例のものと同じである。そして、円板３２上
の任意の位置にＧＰＳアンテナ素子１２が導電性基台６
０を介装させて配設される。この導電性基台６０には、
ＧＰＳアンテナ素子１２の給電ライン６２の導出位置と
筒状のショートピン５２の開口端とを連通させるガイド
孔が設けられており、ＧＰＳアンテナ素子１２より絶縁
被覆を有する給電ライン６２が導出され、この導電性基
台６０のガイド孔および筒状のショートピン５２内を挿
通されて、グランド板３４の下面に設けられた低雑音増
幅器５６に接続される。

【００２３】かかる第４実施例の構造にあっては、円板
３２がＧＰＳアンテナ素子１２の地板として作用すると
ともに、給電ライン６２とショートピン５２により同軸
線構造が構成されることは、第１実施例と同様である。
そして、第４実施例にあっては、ＧＰＳアンテナ素子１
２を円板３２上の任意の位置に配設することができ、そ
の大きさなどのために本発明の構成が制約されることが
ない。ここで、導電性基台６０は、ＧＰＳアンテナ素子
１２にそれ自体の地板を有するならばそれを円板３２と
同電位にするとともに給電ライン６２のガイドをすれば
良く、適宜に構成されていれば良い。さらに、給電ライ
ン６２が、ＧＰＳアンテナ素子１２の側方から導出され
るならば、導電性基台６０は不要であり、ＧＰＳアンテ
ナ素子１２を円板３２上に直接的に搭載し、導出される
給電ライン６２を筒状のショートピン５２内に挿通する
ようにしても良い。

【００２４】なお、上記円板装荷折返しモノポールアン
テナ３０、５０の円板３２およびグランド板３４は、実
施例のごとく導電金属板で構成されたものに限られず、
誘電体基板の片面または両面に設けられた導電膜で構成
されても良い。両面に設けられた導電膜は、スルーホー
ルなどにより適宜に同電位となるようになされれば良
い。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のアンテナ
装置は構成されているので、以下のごとき格別な効果を
奏する。

【００２６】請求項１記載のアンテナ装置は、円板装荷
折返しモノポールアンテナの円板またはグランド板が、
大きな面積を有するＧＰＳアンテナ素子の地板として作
用するので、ＧＰＳアンテナ素子は高い利得を得ること
ができる。しかも、ＧＰＳ信号の受信と他の通信帯域信
号を送受信できる複合されたアンテナ装置でありなが
ら、その装置全体の高さが、従来のこの種のものと比較
して、極めて低いものとなる。そこで、車内および車外
のいずれに配設するアンテナ装置としても好適である。
特に、自動車メイデイシステムのアンテナとして、車内
のダッシュボードの中に埋め込んで隠して配設するのに
好適である。

【００２７】そして、請求項２または３記載のアンテナ
装置にあっては、円板上に配設したＧＰＳアンテナ素子
の給電ラインを中心導体としショートピンを外部導体と
する同軸線構造となるようにしたので、ＧＰＳアンテナ
素子の受信信号の給電ラインによる減衰は極めて僅かで
ある。

【００２８】また、請求項４記載のアンテナ装置にあっ
ては、位置情報を含む信号をセルラー電話により送信す
るシステムに用いて好適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のアンテナ装置の第１実施例の縦断面図
である。

【図２】図１の平面図である。

【図３】本発明のアンテナ装置の第２実施例の縦断面図
である。

【図４】本発明のアンテナ装置の第３実施例の縦断面図
である。

【図５】本発明のアンテナ装置の第４実施例の縦断面図
である。

【図６】従来のアンテナ装置の一例の縦断面図である。

【図７】従来の円板装荷折返しモノポールアンテナの縦
断面図である。

【符号の説明】

１２ＧＰＳアンテナ素子３０、５０円板装荷折返しモノポールアンテナ３２円板３４グランド板３６、５４、６２給電ライン４０、５２ショートピン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者亀田省三郎東京都北区滝野川７丁目５番11号株式会社ヨコオ内Ｆターム(参考） 5J021 AA02 AA13 AB02 AB06 CA01 FA26 GA02 HA02 HA05 HA07 HA10 JA03 5J045 AA03 AA28 AB05 DA10 FA01 GA02 HA06 LA01 MA04 NA04 NA06 5J046 AA08 AA09 AA12 AA19 AB06 AB13 PA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】円板装荷折返しモノポールアンテナの円
板上またはグランド板上にＧＰＳアンテナ素子を配設
し、前記円板またはグランド板を前記ＧＰＳアンテナ素
子の地板として用いるように構成したことを特徴とする
アンテナ装置。
【請求項２】円板装荷折返しモノポールアンテナのシ
ョートピンを筒状とし、前記円板装荷折返しモノポール
アンテナの円板上にＧＰＳアンテナ素子を配設し、この
ＧＰＳアンテナ素子の給電ラインを前記筒状のショート
ピンに挿通して同軸線構造となるように構成したことを
特徴とするアンテナ装置。
【請求項３】請求項２記載のアンテナ装置において、
前記筒状のショートピンに前記ＧＰＳアンテナ素子の給
電ラインの位置を合わせて、前記ＧＰＳアンテナ素子を
前記円板上に配設して構成したことを特徴とするアンテ
ナ装置。
【請求項４】請求項１ないし３記載のいずれかのアン
テナ装置において、前記円板装荷折返しモノポールアン
テナでセルラー電話帯の信号を送受信するように構成し
たことを特徴とするアンテナ装置。